CN102392874A - 一种发动机可变阻尼的减振控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机可变阻尼的减振控制方法，其中，包括下列步骤：将若干磁流变减振器、控制器及发动机转速传感器相互连接；以及，所述控制器根据发动机转速调节所述若干磁流变减振器的输入电流值大小，以实时调节所述若干磁流变减振器的阻尼力。本发明有效满足了发动机转速急剧变化时发动机的隔振要求，简化了磁流变减振器的使用方法，尤其适用于工况复杂的工程机械用发动机的减振。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种发动机可变阻尼的减振控制方法。
背景技术
发动机是车辆机械等振动的主要振源，能在发动机不同转速时有效隔振的减振系统可有效降低发动机能量传播，降低噪声，从而延长整机寿命，使操作舒适化。发动机的振动传递途径是由动力总成经减振装置传递到基座上，目前发动机大多采用橡胶弹性减振垫，其具有的优点是：结构简单、成本低、适合于一定范围频率的隔振，缺点是：不能适应发动机整个工作转速范围的减振，即发动机在低转速时减振垫刚度偏小，在发动机高转速时减振垫刚度偏大。
随着智能材料及控制系统的发展，采用电磁流变液等可控流体的减振装置成为隔振的新发展方向，且技术已较为成熟，目前已应用于车辆、机械、航空等领域。电磁流变液是一种在磁场作用下，其流变学性能可作出迅速响应且易于控制的新型智能材料。现有的电磁变阻尼的发动机隔振系统中，一般设有若干传感器，用于采集发动机和基座的振动加速度、振动力等参数，其采集的数据经处理后用于控制改变减振装置的阻尼、刚度等，以达到隔振目的，但该方法中数据的采集处理后的实现过程有一定的滞后性，该控制策略难以在发动机激振频率剧烈变化时取得理想的效果。此外，该种控制系统及减振系统的系统结构较为复杂，且价格昂贵，维护成本高。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种发动机可变阻尼的减振控制方法，用以解决在发动机动态隔振过程中，发动机转速急剧度化时已有控制策略不能取得理想效果的问题，能适应发动机整个工作转速范围的减振，不会受到发动机激振频率剧烈变化的影响，系统结构较为简单，性价比高。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
一种发动机可变阻尼的减振控制方法，其中，包括下列步骤：
将若干磁流变减振器放置于发动机的各个支承点，并将所述若干磁流变减振器分别与一控制器连接，所述控制器与发动机转速传感器连接；以及，
所述控制器根据发动机转速调节所述若干磁流变减振器的输入电流值大小，以实时调节所述若干磁流变减振器的阻尼力，包括：
通过所述发动机转速传感器获取发动机的转速N，通过发动机转速N计算发动机基础激振频率ω，所述发动机基础激振频率ω=N×60×n×1/b，其中，n为发动机的汽缸数量，b为发动机的冲程数；
根据发动机及基础振动特性确定所述若干磁流变减振器的输入电流I，所述输入电流I=k×ω2+b×ω+c，其中，k、b和c均为常数，k、b和c通过在发动机的至少3个转速下进行装机试验或用最小二乘法测试多个转速计算得出，每一次试验过程满足使得测出的发动机的隔振率最高的条件。
上述发动机可变阻尼的减振控制方法，其中，所述发动机的隔振率通过安装基座的振源的振幅除以振源的振幅来得出。
上述发动机可变阻尼的减振控制方法，其中，所述的通过在发动机的每一个转速下进行装机试验测试计算k、b和c的过程，是从发动机的至少3个转速测试得出。
上述发动机可变阻尼的减振控制方法，其中，若干磁流变减振器为四个，分置于发动机底部的四个支承端点上。
与已有技术相比，本发明的有益效果在于：
（1）有效满足了发动机转速急剧变化时发动机的隔振要求；
（2）简化了磁流变减振器的使用方法，尤其适用于工况复杂的工程机械用发动机的减振。
附图说明
图1是本发明发动机可变阻尼的减振控制方法的减振系统的示意图；
图2是本发明发动机可变阻尼的减振控制方法的最佳实施例中根据发动机转速调节磁流变减振器的输入电流值的流程示意图。
具体实施方式
下面结合原理图和具体操作实施例对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，本发明发动机可变阻尼的减振控制方法发动机可变阻尼的减振控制方法，其中，包括下列步骤：
将若干磁流变减振器1放置于发动机0的各个支承点，在本最佳实施例中，若干磁流变减振器1具体为四个，分置于发动机0底部的四个支承端点上，并将若干磁流变减振器1分别与一控制器2连接，控制器2与发动机转速传感器3连接；
控制器2根据测得的发动机转速调节若干磁流变减振器1的输入电流值大小，以实时调节若干磁流变减振器1的阻尼力。控制器2利用发动机的转速具体是根据如下推导过程来得到磁流变减振器1的输入电流值的：
（1）通过发动机转速传感器3获取发动机的转速N，通过发动机转速N计算发动机基础激振频率ω，发动机基础激振频率ω=N×60×n×1/b，其中，n为发动机的汽缸数量，b为发动机的冲程数；
（2）根据发动机自身重量及基础振动特性确定若干磁流变减振器的输入电流I，输入电流I=k×ω2+b×ω+c，其中，k、b和c均为常数，k、b和c通过在发动机的至少3个转速下进行装机试验或用最小二乘法测试多个转速计算得出，每一次试验过程满足使得测出的发动机的隔振率最高的条件。发动机的隔振率通过安装基座的振源的振幅除以振源的振幅来得出，发动机不同，重量不同，隔振率也很有可能会不同。另外，通过在发动机的每一个转速下进行装机试验测试计算k、b和c的过程，是从发动机的至少3个转速测试得出。四个磁流变减振器1根据输入电流I的大小来控制发动机的减振性能，以实现在其相应转速阶段的最佳隔振效果。
综上所述，本发明省去了传统的使用振动采集传感器，可满足发动机转速急剧变化时发动机的隔振要求，性价比高。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何对该发动机可变阻尼的减振控制方法进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (4)
1.一种发动机可变阻尼的减振控制方法，其特征在于，包括下列步骤：
将若干磁流变减振器放置于发动机的各个支承点，并将所述若干磁流变减振器分别与一控制器连接，所述控制器与发动机转速传感器连接；以及，
所述控制器根据发动机转速调节所述若干磁流变减振器的输入电流值大小，以实时调节所述若干磁流变减振器的阻尼力，包括：
通过所述发动机转速传感器获取发动机的转速N，通过发动机转速N计算发动机基础激振频率ω，所述发动机基础激振频率ω=N×60×n×1/b，其中，n为发动机的汽缸数量，b为发动机的冲程数；
根据发动机及基础振动特性确定所述若干磁流变减振器的输入电流I，所述输入电流I=k×ω2+b×ω+c，其中，k、b和c均为常数，k、b和c通过在发动机的至少3个转速下进行装机试验或用最小二乘法测试多个转速计算得出，每一次试验过程满足使得测出的发动机的隔振率最高的条件。
2.根据权利要求1所述的发动机可变阻尼的减振控制方法，其特征在于，所述发动机的隔振率通过安装基座的振源的振幅除以振源的振幅来得出。
3.根据权利要求1所述的发动机可变阻尼的减振控制方法，其特征在于，所述的通过在发动机的每一个转速下进行装机试验测试计算k、b和c的过程，是从发动机的至少3个转速测试得出。
4.根据权利要求1所述的发动机可变阻尼的减振控制方法，其特征在于，若干磁流变减振器为四个，分置于发动机底部的四个支承端点上。
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